(57)【要約】【課題】  外部からの地震エネルギー等を減衰させ、装置自体の損傷および焼き付けを防止して、特に長周期の振動に対しても減衰力を安定且つ高い信頼性で維持できる減衰装置を提供する。【解決手段】  運動変換手段１０あるいは筐体１１に冷却手段１９を備えているので、外部からの地震エネルギー等を雄ねじ１０ａと雌ねじ１０ｂとの間に生じる摩擦力により減衰させる場合、雄ねじ１０ａと雌ねじ１０ｂとの摺動面、粘性体および筐体内部で発生する熱を冷却手段で放熱させることができることとなり、減衰装置自体の損傷あるいは減衰能力の低下を防止できる。【選択図】    図１
2006017251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄ねじが形成され、当該雄ねじで螺進し、当該螺進方向の直線運動へ建物に加わる外力を変換する運動変換手段と、
当該運動変換手段の雄ねじに螺合する雌ねじが形成される筐体を有し、当該筐体内に収納される粘性体で運動のエネルギーを減衰させる粘性減衰手段と、
前記運動変換手段の雄ねじと前記筐体の雌ねじとの摺動面、前記粘性体、前記筐体内部のうち少なくとも一つにおいて発生する熱エネルギーを放熱させる冷却手段とを備えることを
特徴とする減衰装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の減衰装置において、
前記冷却手段が、冷却するための冷媒を流す流路と、前記冷媒を前記流路に供給するための供給手段と、前記冷媒の供給流量を調節する調節手段とを備え、前記冷却するための冷媒を流す流路が前記運動変換手段の内部に形成されていることを
特徴とする減衰装置。
【請求項３】
前記請求項２に記載の減衰装置において、
前記冷却手段の流路が、雄ねじが雌ねじに対して地震等により摺動する範囲の雄ねじ内部に形成されていることを
特徴とする減衰装置。
【請求項４】
前記請求項１に記載の減衰装置において、
前記冷却手段の流路が、前記熱エネルギーが発生する一部又は全域に対応する前記筐体内部に形成されていることを
特徴とする減衰装置。
【請求項５】
前記請求項１ないし４のいずれかに記載の減衰装置において、
前記冷却手段が、地震等の外力を検知するセンサの出力信号に基づいて起動することを
特徴とする減衰装置。
【請求項６】
前記請求項１ないし５のいずれかに記載の減衰装置において、
前記冷却手段が、前記粘性減衰手段の筐体内に前記雄ねじおよび雌ねじが歯合する部分と隣接する空洞部を備え、当該空洞部内に前記冷媒を供給することを
特徴とする減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震等の運動エネルギーを吸収する減衰装置に関し、特に、地震、衝撃等による建築構造物と減衰装置との間の相対変位に伴い、この装置内で生じる運動エネルギーを熱エネルギーに変換して減衰させる減衰装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の減衰装置として、特開２００４−８４８４５号(以下、特許文献１)があり、これを図８に示す。図８は特許文献１に記載する従来の減衰装置の概略構成図である。
【０００３】
前記図８において減衰装置は、雄ねじ５０ａが形成され、この雄ねじ５０ａで螺進し、建物に加わる外力を螺進方向の直線運動に変換する運動変換手段５０と、この運動変換手段５０の雄ねじ５０ａに螺合する雌ねじ５０ｂが形成される回動運動手段５１３と、この回動運動手段５１３を支持する筐体本体５１２を備え、回動運動手段５１３によって連結部５１４を介して回動し、筐体本体５１２内に収納される粘性体５１６の摩擦抵抗により運動エネルギーを減衰させる粘性減衰手段５３とから構成されている。回動運動手段５１３と前記粘性減衰手段５３との間には、第１のベアリング５１１ａおよび第２のベアリング５１１ｂが介装され、この第１のベアリング５１１ａが回動運動手段５１３と筐体本体５１２とを回動および軸方向に支持し、また、第２のベアリング５１１ｂが粘性減衰手段５３と筐体本体５１２とを回動方向に支持する構成である。このように、筐体本体５１２、回動運動手段５１３、第１のベアリング５１１ａおよび第２のベアリング５１１ｂから筐体５１が構成されている。
【０００４】
このように、外部からの地震エネルギーが伝達される運動変換手段５０と筐体５１との間に相対変位が生じると、雄ねじ５０ａおよび雌ねじ５０ｂにより回動運動手段５１３が、運動変換手段５０の軸心廻りに回動する。この回動運動手段５１３によって連結部５１４を介して同方向に回動する粘性減衰手段５３は、この粘性減衰手段５３と筐体本体５１２との間にシール５１５で密封されている粘性体５１６により摩擦抵抗を受ける。この摩擦抵抗により、粘性減衰手段５３の回動運動を抑止する力が発生し、その摩擦抵抗が回動運動手段５１３を介して、雄ねじ５０ａと雌ねじ５０ｂとからなる一対のねじの摺動面に伝達され、この摺動面に摩擦力が生じて軸方向の減衰力は発生する。このようにして、この減衰装置は地震等の外部エネルギーを吸収することができる。
【０００５】
以上のように、従来の減衰装置は、外部からの地震エネルギーが伝達される運動変換手段５０と筐体５１との間に相対変位が起きる場合に、一対のねじ５０ａと５０ｂとの摺動面で生じる摩擦力が回動運動手段５１３を介して第１のベアリング５１１ａの転がり摺動面に伝達されて、運動エネルギーが減衰される。さらに、粘性体５１６が粘性減衰手段５３の回動運動を抑止する粘性の摩擦抵抗を発生して、運動エネルギーが減衰される。
【特許文献１】特開２００４−８４８４５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の減衰装置４は、以上のように構成されていたことから、転がり摺動面で発生する摩擦力が、第１のベアリング５１１ａの摺動面で熱エネルギーに変換され、金属製の回動運動手段５１３および第１のベアリング５１１ａの温度を上昇させ、かつ熱膨張させる。      
【０００７】
その結果、回動運動手段５１３と第１のベアリング５１１ａとの熱膨張率の差により、回動運動手段５１３と第１のベアリング５１１ａとの隙間が減少し、極端な場合は焼き付けあるいは減衰装置自体の損傷等が起きてしまうという課題を有する。
【０００８】
さらには、粘性の摩擦抵抗により生じる熱エネルギーを吸収した前記粘性体５１６は、自身の温度上昇と共に粘度が低下し、減衰装置４自体の減衰能力の低下を招くという課題も有しており、以上の課題はとくに、地震直後の比較的短周期の振動よりもその後に現れる長周期の振動に対して顕著に見られる。
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、外部からの地震エネルギー等を減衰させ、装置自体の損傷および焼き付けを防止して、特に長周期の振動に対しても減衰力を安定且つ高い信頼性で維持できる減衰装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る減衰装置は、雄ねじが形成され、この雄ねじで螺進する運動変換手段により建物に加わる外力を螺進方向の直線運動に変換し、この運動エネルギーを雄ねじに螺合する雌ねじが形成される筐体およびこの筐体内に収納される粘性体で構成される粘性減衰手段により減衰させ、この運動エネルギーの減衰に伴い運動変換手段の雄ねじと筐体の雌ねじとの摺動面、粘性体および筐体内部のうち少なくとも一つにおいて発生する熱エネルギーを放熱させる冷却手段を備えるものである。
【００１１】
また、本発明に係る減衰装置は必要に応じて、冷却するための冷媒が供給手段により流路に供給され、この冷媒の供給流量が調節手段により調節できるように構成されており、冷媒を流す流路が運動変換手段の内部に形成されているものである。
また、本発明に係る減衰装置は必要に応じて、冷却手段の流路を雄ねじおよび雌ねじが
地震の発生時に摺動する範囲の雄ねじ内部に形成しているものである。
また、本発明に係る減衰装置は必要に応じて、冷却手段の流路を、冷媒が粘性体および
筐体内部において発生する熱エネルギーの一部又は全域を吸収できるように筐体内部に形成しているものである。
【００１２】
また、本発明に係る減衰装置は必要に応じて、地震等の外力を検知するセンサを備え、このセンサが検知する信号に基づいて冷却手段が起動し始めるものである。
また、本発明に係る減衰装置は必要に応じて、冷却手段が、粘性減衰手段の筐体内に雄ねじおよび雌ねじが歯合する部分と隣接する空洞部を備え、この空洞部内に冷媒を供給するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、運動変換手段あるいは筐体に冷却手段を備えているので、外部から
の地震エネルギー等を雄ねじと雌ねじとの間に生じる摩擦力により減衰させる場合、雄ねじと雌ねじとの摺動面、粘性体および筐体内部で発生する熱を冷却手段で放熱させることができることとなり、減衰装置自体の損傷あるいは減衰能力の低下を防止できるという効果を有する。
【００１４】
また、本発明においては、冷却手段の流路を、運動変換手段の内部に形成しているので、運動変換手段を効率よく局所的に冷却することができ、運動変換手段の雄ねじおよび筐体の雌ねじの焼き付けを防止するという効果を有する。
また、本発明においては、冷却手段の流路を、雄ねじが雌ねじに対して地震等により摺
動する範囲の雄ねじ内部に形成しているので、運動変換手段の雄ねじおよび筐体の雌ねじとが摺動して、その摩擦により発生する熱の範囲を効率よく、また、素早く冷却することができ、雄ねじおよび雌ねじの焼き付けを防止するという効果を有する。
【００１５】
また、本発明においては、熱エネルギーが発生する一部又は全域における筐体内部に冷却手段の流路が形成されているので、筐体および粘性体の摩擦抵抗面を効率よく局所的に冷却することができ、焼き付けあるいは減衰能力の低下を防止するという効果を有する。
【００１６】
また、本発明においては、冷却手段が地震等の外力を感知してから起動するので、地震等がない平常時に冷却手段を作動させる必要がなく、とくに地震直後の比較的短周期の振動後に現れる長周期の振動に対しても、長周期の振動の予兆として生じる短周期の振動の間に予め冷却して長周期の振動に備えることとなり、減衰力を安定かつ高い信頼性で維持できるという効果を有する。
【００１７】
また、本発明においては、冷却手段が、粘性減衰手段の筐体内に雄ねじおよび雌ねじが歯合する部分と隣接する空洞部を備え、この空筒部内に冷媒を供給するので、冷媒がこの空筒部に充填されて隣接する雄ねじおよび雌ねじに拡散することなく接触でき、かつ空洞部内で一旦膨張して冷却作用が高まることとなり、雄ねじと雌ねじとの摺動面を効率よく冷却することができ、焼き付けあるいは減衰能力の低下を防止するという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
(本発明の第１の実施形態)
以下、本発明の第１の実施形態に係る減衰装置を図１および図２に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る減衰装置の建物における配置を示す図、図２は本実施形態に係る減衰装置の構成を示す。
前記図１において本実施形態に係る減衰装置は、建物４２内の床面４３(又は地面)に設
置され、地震等の外力を受ける建物４２内に配設されている力伝達手段４１を介して、前記地震等の外部エネルギーを吸収して、振動を減衰させるように配設されている。
【００１９】
前記図２において本実施形態に係る減衰装置は、中空円筒体の一部外周に雄ねじ１０ａが形成され、この雄ねじ１０ａで螺進し、地震等の外力を力伝達手段４１を介して螺進方向の直線運動に変換する運動変換手段１０と、この運動変換手段１０の雄ねじ１０ａに螺合する雌ねじ１０ｂが形成される回動運動手段１０３と、この回動運動手段１０３を支持する筐体本体１０２に収納され、この回動運動手段１０３の回動によって連結部１０６を介して回動し、筐体本体１０２内部に収納される粘性体１０４の摩擦抵抗により回動に伴う運動エネルギーを減衰させる粘性減衰手段１３と、運動変換手段１０の雄ねじ１０ａと筐体の雌ねじ１０ｂとの摺動面、粘性体１０４、筐体本体１０２の内部において発生する熱エネルギーを放熱させる冷却手段１９とから構成される。
【００２０】
前記回動運動手段１０３と粘性減衰手段１３との間には、第１のベアリング１０９ａおよび第２のベアリング１０９ｂが介装される構成である。この第１のベアリング１０９ａは回動運動手段１０３と筐体本体１０２とを回動および軸方向に支持し、また、第２のベアリング１０９ｂは粘性減衰手段１３と筐体本体１０２とを回動方向に支持する構成である。
【００２１】
前記粘性減衰手段１３は、連結部１０６および粘性体１０４を収納する筐体本体１０２を備え、この筐体本体１０２、回動運動手段１０３、第１のベアリング１０９ａおよび第２のベアリング１０９ｂから筐体１１が形成される。また、運動変換手段１０は、雄ねじ１０ａの一方端１０１ａを外力が作用する点とし、この一方端１０１ａが筐体本体１０２の端面よりも突出している。
【００２２】
前記冷却手段１９は、運動変換手段１０の内部に配設され、冷却するための冷媒を流す流路となる第１の配管１６ａと、筐体１１の内部に配設され、冷却するための冷媒を流す流路となる第２の配管１６ｂと、第１の配管１６ａ及び第２の配管１６ｂに対して冷媒を供給するための供給手段１４とを備える構成である。冷媒としては、たとえばフロン系、アンモニア等を使用することもできる。前記供給手段１４には凝縮手段１０７が内蔵して構成され、この凝縮手段１０７は、運動変換手段１０および筐体１１で発生した熱エネルギーを前記冷媒が吸収して気化した後、前記冷媒の蒸気を凝縮させて液化する構成である。
【００２３】
また、第１の配管１６ａは、前記運動変換手段１０の雄ねじ１０ａの中空円筒体内に挿通され、この挿通先端が折り返される略Ｕ字状の形状で形成され、この中空円筒体内に内壁と触れないように前記一方端１０１ａの近傍まで配設されているので、前記運動変換手段１０の螺進運動とは関係なく、静止状態を維持している。
【００２４】
次に、前記構成に基づく本実施形態に係る減衰装置１の動作を図１および図２に基づいて説明する。地震が発生して建物に外力が加わり、その外力が力伝達手段４１を介して運動変換手段１０の一方端１０１ａに伝達されて、運動変換手段１０と筐体本体１０２との間に相対変位が生じると、雄ねじ１０ａおよび雌ねじ１０ｂにより回動運動手段１０３が、運動変換手段１０の軸心廻りに回動する。粘性減衰手段１３は、この回動運動手段１０３によって連結部１０６を介して回動運動手段１０３と同方向に回動し、この粘性減衰手段１３と筐体本体１０２との間にシール１０５で密封されている粘性体１０４により摩擦抵抗を受ける。この摩擦抵抗により、粘性減衰手段１３の回動運動を抑止する力が発生し、その摩擦抵抗が回動運動手段１０３を介して、回動運動手段１０３とベアリング１０９ａとの転がり摺動面で摩擦減衰力となる。このようにして、この減衰装置は地震等の外部エネルギーを吸収すると共に、この外部エネルギーの吸収により、前記運動変換手段１０の雄ねじ１０ａと筐体の雌ねじ１０ｂとの摺動面、前記粘性体１０４の摩擦抵抗面および前記転がり摺動面で熱エネルギーが発生するので、この熱エネルギーを前記冷却手段１９により吸収することとしている。
【００２５】
前記冷却手段１９は、平常時は非動作状態を維持しており、地震発生と同時に供給手段１４が作動を開始して、冷媒を前記第１の配管１６ａ及び第２の配管１６ｂに供給し、この第１の配管１６ａ及び第２の配管１６ｂの内部を流れる冷媒が雄ねじ１０ａと雌ねじ１０ｂとの摺動面、粘性体１０４の摩擦抵抗面および第１のベアリング１０９ａの転がり摺動面で発生した熱エネルギーを吸収して気化する。また、前記冷媒は、前記第１の配管１６ａが前記運動変換手段１０の中空円筒体内に内壁と触れないように一方端１０１ａの近傍まで配設されているので、外力の作用点となる前記一方端１０１ａで発生する摩擦熱も吸収して気化することとなる。
【００２６】
前記気化により発生した蒸気は凝縮手段１０７で凝縮されて液化し、液化した冷媒は再度、運動変換手段１０の内部および筐体１１の内部へと供給され、雄ねじ１０ａと雌ねじ１０ｂとの摺動面、粘性体１０４の摩擦抵抗面および第１のベアリング１０９ａの転がり摺動面で発生する熱エネルギーを再度吸収して、供給手段１４に戻る。
【００２７】
このように、減衰装置が冷却手段１９を運動変換手段１０、回動運動手段１０３及び粘性減衰手段１３に併設しているので、地震発生時に冷却手段１９を作動させることにより、雄ねじ１０ａと雌ねじ１０ｂとの摺動面、粘性体１０４の摩擦抵抗面および第１のベアリング１０９ａの転がり摺動面で発生する熱エネルギーを冷却して、雄ねじ１０ａと雌ねじ１０ｂとの摺動面および転がり摺動面の焼き付け、或いは減衰能力の低下を防止することができる。
【００２８】
(本発明の第２の実施形態)
以下、本発明の第２の実施形態に係る減衰装置を図３に基づいて、図１を参照して説明
する。図３は本実施形態に係る減衰装置の構成断面図を示す。
前記図３において本実施形態に係る減衰装置は、中空円筒体の一部外周に雄ねじ２０ａが形成され、この雄ねじ２０ａで螺進し、地震等の外力を螺進方向の直線運動に変換する運動変換手段２０と、この運動変換手段２０の雄ねじに螺合する雌ねじ２０ｂを筐体本体
２０２に形成し、この筐体本体２０２内の収納部２０３に粘性体２０４を封入し、この収納部２０３内に泳動する抵抗体２０５が遊嵌させて、この粘性体２０４の摩擦抵抗により運動エネルギーを減衰させる粘性減衰手段２３と、運動変換手段２０の雄ねじ２０ａおよび筐体の雌ねじ２０ｂの摺動面、収納部２０３、筐体本体２０２の内部において各々発生する熱エネルギーを放熱させる冷却手段２９とから構成される。
【００２９】
前記運動変換手段２０は、雄ねじ２０ａの一方端２０１ａを外力が作用する点とし、この一方端２０１ａが筐体本体２０２の端面よりも突出しており、また、雄ねじ２０ａの他方端２０１ｂに、連結部２０９を介して抵抗体２０５を固着する構成である。前記収納部２０３と抵抗体２０５との間には、シール２０６が装着され、この収納部２０３内に前記粘性体２０４を封入する構成である。
【００３０】
前記冷却手段２９は、前記第１の実施形態における冷却手段１９と同様に第１の配管２６ａ(１６ａに相当)、第２の配管２６ｂ(１６ｂに相当)及び供給手段２４(１４に相当)を備え、また冷媒も同様に構成することができる。
【００３１】
次に、前記構成に基づく本実施形態に係る減衰装置の動作を図３に基づき、図１を参照して説明する。前記第１の実施形態と同様、地震が発生して建物４２に外力が加わり、その外力が力伝達手段４１を介して運動変換手段２０の一方端２０１ａに伝達されると、雄ねじ２０ａおよび雌ねじ２０ｂにより運動変換手段２０が回動しながら進む。この運動変換手段２０の螺進運動により、前記収納部２０３内で抵抗体２０５が粘性体２０４の摩擦抵抗を受けながら、回動して進む。
【００３２】
この摩擦抵抗により、抵抗体２０５の回動および直進運動を抑止する力が発生し、その摩擦抵抗が連結部２０９を介して、運動変換手段２０の雄ねじ２０ａおよび筐体の雌ねじ２０ｂの摺動面で摩擦減衰力となる。このようにして、この減衰装置は地震等の外部エネルギーを吸収することができると共に、この外部エネルギーの吸収により前記雄ねじ２０ａおよび雌ねじ２０ｂの摺動面での摩擦力および粘性体２０４の摩擦抵抗により熱エネルギーが発生することとなり、前記冷却手段２９により吸収することとしている。
【００３３】
前記冷却手段２９は、平常時は非動作状態を維持しており、地震発生と同時に供給手段２４が作動を開始して冷媒を前記第１の配管２６ａ及び第２の配管２６ｂに供給し、この第１の配管２６ａ及び第２の配管２６ｂの内部を流れる冷媒が各々、雄ねじ２０ａおよび雌ねじ２０ｂの摺動面、粘性体２０４の摩擦抵抗面で発生した熱エネルギーを吸収して気化する。また、前記冷媒は、前記第１の配管２６ａが前記運動変換手段２０の中空円筒体内に内壁と触れないように一方端２０１ａの近傍まで配設されているので、外力の作用点となる前記一方端２０１ａで発生する摩擦熱も吸収して気化することとなる。
【００３４】
前記気化により発生した蒸気は凝縮手段２０７で凝縮されて液化し、液化した冷媒は再度、運動変換手段２０の内部および筐体本体２０２の内部へと供給され、雄ねじ２０ａと雌ねじ２０ｂとの摺動面、粘性体２０４の摩擦抵抗面で発生する熱エネルギーを再度吸収して、供給手段２４に戻る。
【００３５】
このように、本実施形態に係る減衰装置２は第１の実施形態と同様、冷却手段２９を運動変換手段２０及び粘性減衰手段２３に併設しているので、外部からの地震エネルギー等を摩擦力により減衰させる雄ねじ２０ａおよび雌ねじ２０ｂの摺動面、粘性体の摩擦抵抗面で発生する熱を冷却手段２９で放熱させて、摺動面の焼き付けおよび減衰能力の低下を防止することができる。
【００３６】
(本発明の第３の実施形態)
以下、本発明の第３の実施形態に係る減衰装置を図４に基づいて、図１を参照して説明する。図４は本実施形態に係る減衰装置の構成断面図を示す。
前記図４において本実施形態に係る減衰装置３は、雄ねじ３０ａが形成され、この雄ねじ３０ａで螺進し、地震等の外力を螺進方向の直線運動に変換する運動変換手段３０と、この運動変換手段３０の雄ねじ３０ａに螺合する雌ねじ３０ｂを筐体本体３０２に形成し、この筐体本体３０２内の収納部３０３に粘性体３０４を封入し、この収納部３０３内に摺動する抵抗体３０５が遊嵌させて、この粘性体３０４の摩擦抵抗により運動エネルギーを減衰させる粘性減衰手段３３と、運動変換手段３０の雄ねじ３０ａおよび筐体の雌ねじ３０ｂの摺動面、収納部３０３、筐体本体３０２の内部において各々発生する熱エネルギーを放熱させる冷却手段３９とから構成される。また、収納部３０３は、前記抵抗体３０５を境として第１の収納部３０３ａおよび第２の収納部３０３ｂとの二つの領域に分割してなり、これらの収納部３０３ａ、３０３ｂを相互に連通する連通路３０９を備える構成である。この連通路３０９は、その断面積が前記収納部３０３の断面積よりも小さくなるように形成されている。
【００３７】
前記筐体本体３０２は、建物４２の床面４３上に移動自在に配設される移動手段３１１
の上に載置され、一方端３１０に地震等の外力が作用した場合には移動できるような構成である。運動変換手段３０は、雄ねじ３０ａの一方端３０１ａが前記建物４２の受け部３１２に回動自在に係合し、雄ねじ３０ａの他方端３０１ｂが収納部３０３の中で摺動する抵抗体３０５を固着している。前記収納部３０３と抵抗体３０５との間には、シール３０６が装着され、この収納部３０３内に前記粘性体３０４を封入する構成である。
【００３８】
前記冷却手段３９は、筐体本体３０２の内部に配設され、冷却するための冷媒を流す流路となる配管３７と、一方端３０１ａ及び受け部３１２の摩擦面で発生する熱を冷却するための冷媒を流す流路となる配管３８と、配管３７、３８に対して冷媒を供給するための供給手段３４と、筐体本体３０２の内部で雄ねじ３０ａおよび雌ねじ３０ｂと隣接して形成され、前記配管３７と連通する空洞部３１とを備える構成である。この空洞部３１は、前記配管３７のうち供給用配管３７ａから供給される冷媒を充填されて、隣接する雄ねじ３０ａおよび雌ねじ３０ｂに拡散することなく接触して、前記各々発生する熱エネルギーを冷媒が吸収し、この吸収した冷媒が排出用配管３７ｂを介して回収される。この冷媒としては、たとえばフロン系、アンモニア等を使用することもできる。前記供給手段３４は、冷媒が運動変換手段３０および筐体本体３０２で発生した熱エネルギーを吸収して気化した後、その蒸気が凝縮されて液化するための凝縮手段３０７を備える構成である。
【００３９】
次に、前記構成に基づく本実施形態に係る減衰装置の動作を図４に基づき、図１を参照して説明する。地震が発生して建物４２に外力が加わり、その外力が力伝達手段４１を介して筐体本体３０２の一方端３１０に伝達されると、この筐体本体３０２は、移動手段３１１に支持されながら、地震等の外力と同方向に移動する。この筐体本体３０２の移動に伴い、雄ねじ３０ａおよび雌ねじ３０ｂにより運動変換手段３０が回動し、また、受け部３１２から外力と反対方向の反力を受ける。この反力により、運動変換手段３０が回動しながら、筐体本体３０２と相対的に進む。
【００４０】
この運動変換手段３０の筐体本体３０２との相対的な螺進運動により、抵抗体３０５が粘性体３０４の摩擦抵抗を受ける。この摩擦抵抗により、抵抗体３０５の運動を抑止する力が発生し、その摩擦抵抗が運動変換手段３０の雄ねじ３０ａおよび筐体の雌ねじ３０ｂの摺動面で摩擦減衰力となる。このようにして、この減衰装置は地震等の外部エネルギーを吸収することができる。また、前記連結路３０９の断面積が前記収納部３０３の断面積よりも小さいので、前記抵抗体３０５に押圧される前記粘性体３０４の移動速度は、前記連結路３０９で大きくなる。前記粘性体３０４の粘性抵抗は、速度の自乗に比例することから、減衰効果も自乗に比例して向上する。
前記第２の実施形態と同様に、雄ねじ３０ａおよび雌ねじ３０ｂの摺動面での摩擦力により熱エネルギーが発生することとなるので、前記冷却手段３９により吸収することとしている。
【００４１】
前記冷却手段３９は、平常時は非動作状態を維持しており、地震発生と同時に供給手段３４が作動を開始して、冷媒を配管３７及び配管３８に対して供給し、この配管３７及び配管３８の内部を流れる冷媒が各々、雄ねじ３０ａ及び雌ねじ３０ｂの摺動面、前記一方端３０１ａ及び前記受け部３１２の摩擦面で発生した熱エネルギーを吸収して気化する。前記雄ねじ３０ａ及び雌ねじ３０ｂの摺動面に隣接するように前記空洞部３１が形成されているので、この空洞部３１では、冷媒が充填されて、隣接する雄ねじ３０ａおよび雌ねじ３０ｂに拡散することなく接触できるようになり、また、冷媒が空洞部３１内で一旦膨張して冷却作用が高まることとなり、雄ねじ３０ａおよび雌ねじ３０ｂの摺動面をより効率よく冷却することができる。
また、前記冷媒が前記配管３８により前記一方端３０１ａ及び前記受け部３１２の摩擦面にも供給されるようにしているので、この摩擦面も局所的に冷却することができる。
【００４２】
このようにして、前記雄ねじ３０ａおよび雌ねじ３０ｂの摺動面、前記一方端３０１ａ及び前記受け部３１２の摩擦面で発生した熱エネルギーを吸収して気化した後、その気化により発生した蒸気は凝縮手段３０７で凝縮されて液化する。液化した冷媒は再度、前記雄ねじ３０ａおよび雌ねじ３０ｂの摺動面、前記一方端３０１ａ及び前記受け部３１２の摩擦面へと供給され、これらの摺動面及び摩擦面で発生する熱エネルギーを再度吸収して、供給手段３４に戻る。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態に係る減衰装置は第２の実施形態と同様、前記冷却手段３９を運動変換手段３０及び建物４２に併設しているので、外部からの地震エネルギー等を摩擦力により減衰させる雄ねじ３０ａおよび雌ねじ３０ｂの摺動面だけでなく、一方端３０１ａ及び受け部３１２の摩擦面で発生する熱を冷却手段３９で放熱させて、前記摺動面及び前記摩擦面の焼き付けを防止することができる。
【００４４】
(本発明の他の実施形態)
以下、本発明の他の実施形態に係る減衰装置を図５、図６及び図７に基づいて、図２を参照して説明する。図５は本実施形態に係る減衰装置の動作を説明するための地震の波形図、図６は本実施形態に係る減衰装置の建物における斜め配置の図、図７は本実施形態に係る減衰装置における運動変換手段１０の拡大図を示す。
前記図２において本実施形態に係る減衰装置は、第１の実施形態の基本構成に加え、地震等の外力を検知するセンサ１８と、前記センサ１８の出力信号の大小すなわち地震の大きさを判定する信号検出部１０８とを備える構成である。このセンサ１８は、前記運動変換手段１０の外力の入力端部に圧力センサ１８aあるいは地盤に設置される加速度計１８ｂで構成することもできる。
【００４５】
次に、前記構成に基づく本実施形態に係る減衰装置を説明する。まず、前記冷却手段１９は、地震等がない平常時に作動状態にはない。この平常状態から地震が発生すると、この地震発生直後に短周期の振動(図５を参照)が数秒程度の間に継続する。そしてこの振動後に、長周期の振動(図５を参照)が発生して数分から十数分の間に継続する。
前記センサ１８が地震の短周期振動を検知すると検知信号を出力し、この検知信号に基づいて前記信号検出部１０８が前記冷却手段１９を作動させるべきか否かを判断する。作動させる必要があると判断された場合には、前記供給手段１４が起動し、前記冷却手段１９が作動して前記供給手段１４から冷媒を供給し始める。ここで言う作動させるべきか否かの判断は、たとえば、過去の地震データから従来の減衰装置が損傷した震度レベル（短周期の振動レベル）以上と決めてもよい。この地震検知から冷却手段１９の作動開始までの一連のシーケンスにより、前記長周期の振動が開始する以前の短周期の振動において、運動変換手段１０、粘性体１０４および筐体１１を予め冷却する。
【００４６】
このように、予め、前記運動変換手段１０、前記粘性体１０４および筐体１１を前記長周期の振動が開始する以前までに冷却しておくことにより、前記運動変換手段１０、前記粘性体１０４および筐体１１で発生する可能性のある熱エネルギーを吸収して、冷却できる準備を整えることができる。したがって、減衰装置自体の損傷あるいは減衰能力の低下を防止し、前記長周期の振動に対しても冷却能力が小さな冷却手段１９で減衰力を安定かつ高い信頼性で維持できる。
【００４７】
また、他の実施形態に係る減衰装置は、前記第１の実施形態と同様に運動変換手段１０、回動運動手段１０３、粘性減衰手段１３及び冷却手段１９で構成され、この構成に加え、冷却手段１９の供給手段１４から供給される冷媒の供給流量を調節する調節手段１５を備える構成である。この調節手段１５は、地震の強さいわゆる震度に対応する前記センサ１８の検知信号レベルに合わせて、前記供給流量を調節するようにしているので、必要最低限の冷媒供給量で最大の冷却効率を達成することもできる。
【００４８】
また、他の実施形態に係る減衰装置は、前記他の実施形態と同様に、センサ１８を備え、このセンサ１８が長周期の振動(図５を参照)を検知した時点で、前記供給手段１４が起動する構成とすることもできる。前記短周期および前記長周期の振動を区別する方法としては、前記短周期の振動の震度すなわち前記センサ１８の値が前記長周期のそれよりも大きいことを利用すればよい。
以上説明したような前記センサ１８を利用して減衰装置を作動させることは、第１の実施形態に限らず、前記第２の実施形態および第３の実施形態において実施することもできる。
【００４９】
また、他の実施形態に係る減衰装置は、前記図６に示すように建物４２内の対角線上で
ある斜めに配設されている力伝達手段４１中に配置されて、前記地震等の外部エネルギーを吸収して振動を減衰させる構成とすることもできる。このように、本実施形態に係る減衰装置１は、地震等の外力が建物４２を最大限に変形させて発生する最大応力が伝達される前記建物４２の対角線方向と同方向に配置されているので、前記力伝達手段４１から伝達される最大の変形応力を直接減衰させることができる。
【００５０】
このように、減衰装置が配置される姿勢については、第１の実施形態に限らず、前記第２の実施形態、第３の実施形態および前記他の実施形態において各種実施することができ、配置される姿勢に関係なく外部の振動を減衰させることができる。また、前記冷却手段１９も前記減衰装置１が配置される姿勢と無関係に正常に動作して冷却性能を発揮することができる。
【００５１】
また、他の実施形態に係る減衰装置は、前記第１の実施形態における冷却手段１９の第１の配管１６ａを、固定されている配管１６ｃ及び前記運動変換手段１０の内部に形成される流路１６ｄに分けて構成し、この配管１６ｃ及び流路１６ｄを接合させる継手１１１を備えるものである。前記流路１６ｄは、二つの孔が前記運動変換手段１０の材料自体に穿孔加工により前記一方端１０１ａに向かって穿設され、この二つの孔を略Ｕ字状に連通させて構成される。前記運動変換手段１０が螺進すると、前記流路１６ｄも前記運動変換手段１０と一緒に螺進するので、固定されている前記配管１６ｃ及び前記流路１６ｄの接合は、例えばロータリージョイントと言われる継手１１１を使用している。
本実施形態に係る減衰装置は、以上のように構成されていることから、前記冷媒が前記運動変換手段１０自体の内壁に直接触れることとなるので、前記雄ねじ１０ａ及び雌ねじ１０ｂの摺動面で発生する熱エネルギーを短時間で効率よく冷却することができる。
【００５２】
以上説明した運動変換手段１０の内部に流路１６ｄを形成させることは、第１の実施形態に限らず、前記第２の実施形態において実施することもできる。
また、他の実施形態に係る減衰装置は、前記第１の実施形態における雄ねじ１０ａ及び雌ねじ１０ｂの摺動面で発生する熱エネルギーをより早く吸収できるようにするため、前記冷媒を直接この摺動面に吹き付けるものである。このように、本実施形態に係る減衰装置は、冷媒が前記雄ねじ１０ａ及び雌ねじ１０ｂの摺動面に直接触れることとなるので、この摺動面で発生する熱エネルギーを短時間で冷却することができる。また、前記雄ねじ１０ａ及び雌ねじ１０ｂのクリアランスをバックラッシュ量以上とすることにより、前記冷媒がこのクリアランスにスムーズに吸い込まれるようになり、さらに冷却効果を高めることができる。
【００５３】
以上説明したような冷媒を直接雄ねじ１０ａ及び雌ねじ１０ｂの摺動面に吹き付けて冷却することは、第１の実施形態に限らず、前記第２の実施形態および第３の実施形態において実施することもできる。
また、他の実施形態に係る減衰装置は、前記第１の実施形態における雄ねじ１０ａのねじ条数を４条以上とするものである。このねじ条数が４である雄ねじ１０ａは、１回動あたりに４山進むこととなるので、１山当たりに雄ねじ１０ａ及び雌ねじ１０ｂが螺合する時間が一条ねじに比べて短くなり、雄ねじ１０ａ及び雌ねじ１０ｂの摺動面で発生する熱エネルギーも小さくなる。
【００５４】
このように、本実施形態に係る減衰装置は、前記雄ねじ１０ａのねじの条数を４条以上
とすることにより、雄ねじ１０ａ及び雌ねじ１０ｂの摺動面で発生する熱エネルギーを小さくすることとなり、前記雄ねじ１０ａ及び雌ねじ１０ｂの摺動面の焼き付けを防止できると共に、前記冷却手段１９の冷却容量を小さくして冷却効率を高めることができる。
以上説明したような雄ねじ１０ａのねじ条数を４条以上とすることは、第１の実施形態に限らず、前記第２の実施形態および第３の実施形態において実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１ないし第３の実施形態に係る減衰装置の建物における配置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る減衰装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る減衰装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る減衰装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る減衰装置の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る減衰装置の建物における斜め配置を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る減衰装置の一部の拡大を示す図である。
【図８】従来の減衰装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１、２、３、４、                        減衰装置
１０、２０、３０、５０                  運動変換手段
１０ａ、２０ａ、３０ａ、５０ａ、        雄ねじ
１０ｂ、２０ｂ、３０ｂ、５０ｂ          雌ねじ
１１、５１                              筐体
１３、  ２３、  ３３、  ５３、          粘性減衰手段
１４、  ２４、  ３４                    供給手段
１５、  ２５、  ３５ａ、３５ｂ          調節手段
１６ａ、  ２６ａ                        第１の配管
１６ｂ、  ２６ｂ                        第２の配管
１６ｃ                                  配管
１６ｄ                                  流路
１８                                    センサ
１８ａ                                  圧力センサ
１８ｂ                                  加速度計
１９、２９、３９                        冷却手段
３１                                    空洞部
３７、３８                              配管
３７ａ                                  供給用配管
３７ｂ                                  排出用配管
４１                                    力伝達手段
４２                                    建  物
４３                                    床面(又は地面)
１０１ａ、２０１ａ、３０１ａ、３１０    一方端
２０１ｂ、３０１ｂ                      他方端
１０２、２０２、３０２、５１２、        筐体本体
１０３、５１３                          回動運動手段
１０４、２０４、３０４、５１６、        粘性体
１０９ａ、５１１ａ、                    第１のベアリング
１０９ｂ、５１１ｂ                      第２のベアリング
１０５、２０６、３０６、５１５、        シール
１０７、２０７、３０７                  凝縮手段
１０６、２０９、５１４                  連結部
１０８                                  信号検出部
１１１                                  継手
２０３、３０３                          収納部
２０５、３０５                          抵抗体
３０３ａ                                第１の収納部
３０３ｂ                                第２の収納部
３０９                                  連通路
３１１                                  移動手段
３１２                                  受け部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006017251.tif 000008
【図７】
2006017251.tif 000009
【図８】
2006017251.tif 000010